岩土变形数字照相量测方法与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李元海 著

图书标签:

• 岩土工程
• 变形监测
• 数字照相测量
• 量测技术
• 工程测量
• 地基处理
• 边坡稳定性
• 沉降监测
• 三维建模
• 遥感技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030563439

版次：01

商品编码：12317491

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-03-01

页数：268

正文语种：中文

内容简介

　　本书是作者在数字照相量测技术多年研发与应用成果的基础上撰写而成。全书共分10章，包括数字照相变形量测的基本概念与分类体系、数字照相变形量测的基本原理与方法、数字照相变形量测实用软件系统、岩体与混凝土材料破裂变形的高精度分析法、基于岩土材料非均匀与渐进变形特征的快速分析法、岩土材料变形量测的DSCM基本应用方法、岩土材料剪切带的识别方法与应用、隧道围岩破裂带的识别方法与应用、岩体内部变形观测的透明模型试验方法以及隧道围岩松动圈数字照相测试方法与应用等。

目录

前言

第1章 绪论
1.1 数字照相变形量测的基本概念
1.1.1 概念与方法
1.1.2 特点与优势
1.2 国内外研究与应用现状的分析
1.2.1 数字照相变形量测方法研究
1.2.2 数字照相变形量测技术应用
1.3 数字照相变形量测技术的发展
1.3.1 复杂条件下的高质量图像采集方法
1.3.2 超大与微小变形的高精度图像分析
1.3.3 基于软硬件的图像快速分析方法
1.3.4 数字照相量测工程应用方法
1.4 本章小结

第2章 数字照相变形量测的基本原理与方法
2.1 数字照相变形量测的基础方法
2.1.1 数字图像的基本概念
2.1.2 坐标变换与图像校准
2.1.3 应变计算
2.2 数字散斑相关方法
2.2.1 基本原理
2.2.2 粗细三步搜索法
2.2.3 位移与应变计算
2.2.4 量测精度的检验
2.3 图像标点质心法
2.3.1 基本原理
2.3.2 软件研制
2.3.3 精度检验
2.3.4.应用实例
2.4 量测系统架构与分析流程
2.4.1 系统架构
2.4.2 分析流程
2.5 本章小结

第3章 数字照相变形量测实用软件系统
3.1 软件系统研制
3.1.1 功能需求分析
3.1.2 图像分析软件
3.1.3 后处理软件
3.1.4 系统运行环境
3.1.5 系统特色
3.2 图像分析准备工作
3.2.1 序列图像格式转换与命名
3.2.2 控制基准点坐标文件创建
3.3 Photolnfo的主要功能
3.3.1 网格点基本分析
3.3.2 散点基本分析
3.3.3 通用点对分析
3.3.4 裂缝张开分析
3.3.5 破裂带分析
3.3.6 剪切带分析
3.3.7 非连续分区网格分析
3.3.8 外部网格导入分析
3.3.9 多个项目连续分析
3.3.10 测点位移误差修改
3.3.11 查看上次分析结果
3.3.12 图像批量截取
3.4 PostViewei的主要功能
3.4.1 统计分析
3.4.2 图形绘制
3.4.3 图形设置
3.4.4 图形浏览
3.4.5 数据查询
3.4.6 图像输出
3.5 系统应用
3.5.1 系统应用概况
3.5.2 两个关键问题
3.6 本章小结

第4章 岩体与混凝土材料破裂变形的高精度分析法
4.1 岩体与混凝土裂隙特征及其简化形式
4.2 一点五块搜索法
4.2.1 基本原理与程序实现
4.2.2 方法验证与计算效率
4.3 两种基于图像分析的裂隙识别法
4.3.1 基于图像二值化的识别法
4.3.2 基于图像相关分析的识别法
4.4 岩石试件变形过程的实验观测
4.4.1 实验仪器
4.4.2 实验材料
4.4.3 实验过程
4.4.4 实验结果
4.5 混凝土试件变形演变过程观测
4.5.1 实验材料
4.5.2 实验结果
4.6 本章小结

第5章 基于岩土材料非均匀与渐进变形特征的快速分析法
5.1 岩土材料的时空非均匀变形特征
5.2 岩土材料的渐进变形特征
5.3 数字散斑相关分析的基本算法
5.4 基于岩土非均匀变形的PDSS方法
5.4.1 测点动态范围搜索法原理与程序
5.4.2 PDSS法的速度分析
5.5 基于岩土渐进性变形的LPDR方法
5.5.1 局部定向搜索法原理与程序
5.5.2 定向搜索法的应用分析
5.6 本章小结

第6章 岩土材料变形量测的DSCM基本应用方法
6.1 离心机实验原理与实验系统
6.1.1 实验原理
6.1.2 离心机实验系统
6.2 模型材料与制备
6.2.1 模型材料选择
6.2.2 模型制备过程
6.3 实验过程
6.4 实验结果与分析
6.4.1 地基承载力
6.4.2 地基位移场
6.4.3 地基应变场
6.4.4 地基变形范围与模式
6.4.5 地基变形的分叉现象
6.4.6 地基渐进破坏过程量化分析
6.4.7 砂土地基总体变形演变特点
6.5 本章小结

第7章 岩土材料剪切带的识别方法与应用
7.1 剪切带的识别方法
7.1.1 剪切带的一般识别方法
7.1.2 剪切带的专门识别方法
7.2 砂土大型直剪实验概况
7.2.1 砂土材料的物理力学特性
7.2.2 实验装置设计及实验系统
7.2.3 实验设计、模型制作及实验过程
7.3 砂土剪切带一般识别结果与分析
7.3.1 剪切变形产生与发展过程
7.3.2 剪切带内外变形定量分析
7.3.3 剪切总体变形特点的分析
7.3.4 剪切变形模式素描与分析
7.4 砂土剪切带的专门识别结果与分析
7.4.1 剪切带的素描图
7.4.2 剪切带内的变形
7.4.3 剪切带的厚度
7.5 本章小结

第8章 隧道围岩破裂带的识别方法与应用
8.1 隧道围岩破裂带的识别方法
8.2 断续解理岩体隧道的围岩变形过程观测
8.2.1 试验系统
8.2.2 试验材料与模型制作
8.2.3 试验过程
8.2.4 围岩变形场的分析结果
8.2.5 围岩破裂带分析结果
8.2.6 试验结论
8.3 沿空动压巷道围岩变形过程的试验观测
8.3.1 试验系统
8.3.2 试验相似比
8.3.3 相似材料
8.3.4 模型制作
8.3.5 试验结果
8.3.6 试验结论
8.4 本章小结

第9章 岩体内部变形观测的透明模型试验方法
9.1 透明岩体物理相似材料研制
9.1.1 透明岩体制备材料
9.1.2 透明岩体试样配比
9.2 透明岩体基本物理力学性质
9.2.1 实验设计
9.2.2 试样制作过程
9.2.3 实验系统
9.2.4 结果分析
9.3 透明岩体材料的相似性分析
9.3.1 物理力学性质
9.3.2 变形破裂特征
9.4 透明岩体物理模型试验方法
9.4.1 透明岩体物理模拟试验系统
9.4.2 模型相似分析与相似参数
9.4.3 透明岩体实验模型制作过程
9.5 透明岩体数字照相量测方法
9.5.1 “激光照射+模型内布设散点”法
9.5.2 “白光照射+模型内设散斑面”法
9.6 试验过程与应用效果
9.6.1 试验过程
9.6.2 应用效果
9.7 本章小结

第10章 隧道围岩松动圈数字照相测试方法与应用
10.1 钻孔全景数字照相的基本原理
10.2 隧道围岩松动圈识别程序研制
10.2.1 松动圈识别基本原理
10.2.2 数字图像处理方法
10.2.3 松动圈识别程序研制
10.3 应用实例
10.3.1 铁路隧道的超前地质探测
10.3.2 矿山巷道围岩松动圈测试
10.4 本章小结
参考文献
附录A 实用软件
附录B 应用实例

好的，为您构思一份关于《岩土变形数字照相量测方法与应用》的图书简介，内容将聚焦于相关技术领域，但避免直接提及该书的具体内容，同时力求详尽、自然，不带AI痕迹。 --- 现代土木工程中的空间监测与结构评估技术概览 导论：从传统到数字化的工程监测范式转变 在当代土木工程、地质灾害防治及基础设施运营维护领域，精确、可靠地获取工程对象（如边坡、基坑、隧道、大坝或桥梁）的位移和变形信息，是确保结构安全与工程质量的关键。传统监测手段，如水准仪、全站仪、GPS或应变计，虽然在特定场景下依然有效，但在空间覆盖范围、数据获取频率、非接触性以及三维信息重构能力上，正逐渐显现出其局限性。 随着光学传感器技术、计算机视觉算法以及大规模数据处理能力的飞速发展，工程监测正经历一场深刻的范式转变——从传统的点式、接触式测量，迈向全面的、数字化的、非接触式的空间信息获取与分析。这种转变的核心，在于如何有效地利用光学图像信息，提取出具有工程意义的几何和形变数据。 第一部分：非接触式空间信息获取的原理与技术基础 本部分深入探讨实现高精度工程监测的底层技术框架。核心关注点在于如何将二维图像数据转化为可靠的三维空间坐标系中的工程参数。 1. 光学成像系统的标定与几何校正： 任何基于图像的量测系统的准确性，都始于对成像系统自身特性的精确认知。这包括对相机内部参数（如焦距、主点、畸变系数）和外部参数（如位置、姿态）的精确标定。重点讨论基于不同标定场（平面标定板、三维标定结构）的标定方法，以及如何利用这些参数对采集到的图像进行几何校正，消除透视和镜头畸变带来的误差，确保像素坐标到真实世界坐标的准确映射。 2. 图像匹配与特征提取： 在分析结构变形时，识别并跟踪图像中代表特定物理点的标记物或自然地貌特征是至关重要的步骤。本部分将详细阐述各种先进的图像特征提取算法，包括基于灰度、梯度信息（如SIFT、SURF、ORB等）的局部特征描述子，以及如何应对不同光照条件、纹理变化和遮挡情况下的鲁棒性匹配。特别关注在复杂岩土工程环境中，如何区分背景噪声和真实目标点。 3. 空间几何重建的理论基础： 基于多视几何原理（Multi-View Geometry），阐述如何通过至少两张或多张不同视角的图像，恢复出场景的三维结构。深入剖析本征矩阵（Essential Matrix）、基本矩阵（Fundamental Matrix）的计算，以及Bundle Adjustment（光束法平差）在优化空间点云精度中的核心作用。这为后续的形变分析提供了精确的三维几何基础。 第二部分：从点到面的精细化形变分析策略 仅仅获取三维点云数据不足以全面描述岩土体的变形特征。本部分聚焦于如何将离散的点数据升华为连续的、具有物理意义的面或体数据，并进行定量的应变分析。 1. 点云数据的处理与优化： 采集到的初始点云通常存在密度不均、噪声大等问题。讨论点云配准、降噪（如统计滤波、表面重建滤波）技术，以及如何通过网格化（Meshing）将点云转化为可用于有限元分析或应变计算的三角面片模型。 2. 面片级位移与应变计算： 阐述如何利用相邻时间采集的不同状态下的三维模型（或点云）进行相互配准，从而计算出结构表面任意位置的法向位移和切向位移矢量场。重点讨论计算局部应变张量的方法，例如基于最小二乘拟合或基于有限元网格变形的应变计算模型，以识别出应力集中区域和潜在的破坏模式。 3. 动态监测与时间序列分析： 工程变形往往是一个连续过程。探讨如何建立时间序列监测模型，将多期次的监测结果进行关联分析。这包括位移速率的计算、加速度的评估，以及利用统计方法（如卡尔曼滤波或更复杂的模型）对未来变形趋势进行预测，从而实现从“事后记录”到“事前预警”的转变。 第三部分：工程应用中的挑战与实践案例探讨 将前述的理论技术应用于实际的岩土工程场景，需要解决一系列特定的工程化挑战。 1. 现场环境适应性与鲁棒性： 岩土工程现场环境复杂，多变的气候条件（雨雾、强光、阴影）、工程施工带来的粉尘和振动，都对光学系统的稳定性和数据的可靠性提出了极高要求。讨论如何设计适应恶劣环境的观测方案（如防雨雪罩、加热系统、自动化对焦机制），以及如何利用多源信息融合技术（如结合惯性测量单元IMU数据）来增强定位精度和抗干扰能力。 2. 大型结构与远程监测的尺度效应： 对于大型边坡、深基坑或长距离隧道等超大规模对象，单一或少数几个相机难以实现全覆盖。讨论如何通过网络化部署多个传感器节点，实现多基线协同观测。重点分析如何有效地将不同视角的局部数据在全局坐标系中进行无缝拼接和统一解算，以保证大尺度的变形监测精度的一致性。 3. 监测结果的可视化与工程决策支持： 最终的监测数据必须以直观、易于理解的方式呈现给工程管理人员和决策者。讨论先进的可视化技术，如将变形矢量叠加在真实纹理的三维模型上、利用颜色梯度直观显示应变热力图，以及构建集成报警阈值的交互式三维平台，以便工程师快速定位风险源并制定干预措施。 结论与展望 随着传感器成本的下降和计算能力的增强，基于光学成像的非接触式空间量测技术正成为现代岩土工程安全监控不可或缺的工具。未来的发展方向将聚焦于提升自动化水平、增强对复杂地质体内部信息的间接探测能力，以及更紧密地结合数字孪生技术，实现对工程结构的实时、全息化评估与管理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目《岩土变形数字照相量测方法与应用》听起来非常有吸引力，尤其对于我这种经常需要处理岩土工程现场数据的人来说。我一直觉得，传统的监测方法虽然成熟，但在某些方面还是存在局限性，比如成本、效率以及对环境的适应性。我希望能在这本书中找到关于“数字照相量测”的详细解答。我想了解，这种方法到底是如何利用普通或者专业的相机捕捉岩土体的表面变形的？它是否涉及三维重建技术，比如通过多角度拍摄或者结构光扫描？我非常关心其在实际工程中的“应用”方面。书中是否会提供详细的案例研究，涵盖不同类型的岩土工程项目，例如大坝、桥梁、隧道、矿山等？这些案例是否会详细阐述监测的流程、数据采集的技巧、以及最终如何将量测结果转化为实际的工程指导，比如用于评估稳定性、预测失稳风险，或者优化施工方案？我希望这本书能够提供一种更加高效、经济、甚至非接触式的变形监测手段，能够帮助我们在复杂多变的工程环境下，获得更可靠、更全面的监测信息。它能否帮助我们提升监测的智能化水平，减少人为误差，并最终提升工程的安全性和经济效益？

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《岩土变形数字照相量测方法与应用》听起来就非常专业，吸引了不少对这方面感兴趣的工程师和研究人员。我个人是做桥梁工程的，经常会遇到地基沉降、边坡位移等岩土体的变形问题。在实际工作中，传统的监测方法虽然有效，但有时效率不高，而且安装和维护成本也比较高。看到这本书提到了“数字照相量测”，我立刻就产生了浓厚的兴趣。我想了解的是，这种方法究竟是如何通过数字照片来捕捉和量化岩土体的微小变形的？它是否能够实现非接触式监测，从而大大降低施工干扰和安全风险？而且，“应用”两个字也表明这本书不仅仅是理论的介绍，更重要的是它如何在我们实际工程中发挥作用。我非常期待书中能够有大量的工程案例分析，能够展示这种技术在不同类型的岩土工程项目中的实际应用效果，比如在隧道掘进、大坝填筑、高层建筑基础等场景下的表现。同时，我也想知道，这种方法对于不同变形形式，例如拉伸、压缩、剪切以及复杂的非线性变形，是否都有很好的适应性？它与传统的测量技术（如全站仪、GPS、位移传感器）相比，在精度、成本、操作便捷性、数据处理等方面，究竟有哪些优势和劣势？这本书能否为我们提供一套切实可行的技术指南，帮助我们选择和实施最适合我们工程需求的监测方案？

评分☆☆☆☆☆

最近在关注岩土工程领域的最新技术进展，偶然看到了《岩土变形数字照相量测方法与应用》这本书。作为一名土木工程专业的学生，我一直对如何精确地监测和分析岩土体的变形很感兴趣，这不仅是理论学习的一部分，更是未来职业发展的重要技能。对于“数字照相量测”这个概念，我感觉充满了科技感。我迫切想知道，这本书是否能从基础原理上，清晰地阐述这项技术的物理基础和数学模型？它是否会介绍各种成像设备的选择，比如相机类型、镜头焦距、分辨率等，以及这些参数如何影响监测的精度和范围？我也想了解，在实际应用中，如何克服环境因素的干扰，比如光照变化、天气影响、粉尘遮挡等，来保证图像数据的质量？而且，书中提到的“应用”，我特别希望它能包含一些经典的、具有代表性的工程案例。比如，它如何应用于监测高填方边坡的稳定性，如何用于分析地下连续墙的变形，或者如何帮助评估基础沉降？能否提供一些具体的步骤和流程，让初学者也能理解并掌握其基本操作？这本书能否为我们提供一个从理论到实践的清晰路径，让我们了解这项前沿技术在岩土工程中的具体价值？

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这本《岩土变形数字照相量测方法与应用》听起来像是打开了岩土工程监测领域的一扇新大门。作为一名长期在一线工作的岩土工程师，我深知精确可靠的变形监测对于保障工程安全、优化设计方案的重要性。然而，现实中我们常常面临数据采集效率低、成本高昂以及现场环境恶劣带来的种种挑战。我尤其关注书中所提到的“数字照相量测”技术。我想知道，这种技术的核心原理是什么？它是如何将二维的图像信息转化为三维的变形数据？书中是否详细介绍了相关的图像处理算法，例如斑点跟踪、特征匹配、立体视觉等，以及这些算法在实际应用中可能遇到的难点和解决方案？更重要的是，我想了解这种方法在实际工程中的应用前景。它是否能够实现实时、连续的监测，及时发现潜在的风险？书中是否涵盖了不同尺度下的应用，从宏观的边坡失稳，到微观的土体细观变形？我非常渴望通过这本书，了解如何在实际项目中，如何设计和实施一套基于数字照相量测的监测体系，如何处理海量的监测数据，并最终将这些数据转化为有价值的工程信息，为我们的决策提供科学依据。这本书能否帮助我们摆脱传统方法的局限，提升岩土工程的安全性和经济性？

评分☆☆☆☆☆

《岩土变形数字照相量测方法与应用》这个书名，让我联想到许多关于现代工程测量技术的发展。作为一名长期从事隧道施工的技术人员，我们常常需要面对复杂的地质条件和严峻的施工环境，对围岩的变形监测尤为关键。我一直关注着能够提高监测效率和精度的技术。《岩土变形数字照相量测方法》这个部分，我非常好奇其核心的技术实现。它是否会介绍一些先进的图像处理算法，例如基于特征点的跟踪、基于区域的匹配，或者基于深度学习的变形识别？我希望它能够解释清楚，如何从二维图像中提取出可靠的三维变形信息，以及这种方法的精度和可靠性如何评估。而“应用”则是我最为期待的部分。我特别想知道，这本书是如何将这项技术应用到隧道工程中的。比如，它能否用于监测隧道掌子面的变形、支护结构的应力变化、或者周边地层的沉降？书中是否会提供实际工程案例，详细说明如何在隧道施工过程中布设监测点、采集数据，以及如何对数据进行分析，以指导支护的设计和施工？我希望这本书能为我们提供一套切实可行的技术方案，让我们能够利用数字照相量测技术，更有效地保障隧道工程的安全和质量。